Навіщо потрібне проріджування?

На етапі внутрішнього процесу,вафельний (силіконова пластиназі схемами на передній частині) необхідно потоншити на зворотному боці перед подальшим нарізанням, зварюванням і пакуванням, щоб зменшити висоту монтажу корпусу, зменшити об’єм пакета мікросхеми, покращити ефективність термодифузії мікросхеми, електричні характеристики, механічні властивості та зменшити кількість кубики. Зворотне шліфування має переваги високої ефективності та низької вартості. Він замінив традиційні процеси мокрого травлення та іонного травлення, щоб стати найважливішою технологією зворотного тоншення.

Розріджена вафля

Як схуднути?

Основний процес розрідження пластин у традиційному процесі пакування

Конкретні крокивафельнийРозрідження полягає в тому, щоб прикріпити пластину, яка підлягає обробці, до тонкої плівки, а потім за допомогою вакууму адсорбувати тонку плівку та чіп на ній на пористому керамічному вафельному столі, відрегулювати внутрішню та зовнішню круглі центральні лінії човна робочої поверхні чашеподібний алмазний шліфувальний круг до центру кремнієвої пластини, а кремнієва пластина та шліфувальний круг обертаються навколо їхні відповідні осі для врізного шліфування. Шліфування включає три етапи: грубе шліфування, тонке шліфування і полірування.

Вафля, що надходить із вафельної фабрики, піддається зворотному подрібненню, щоб розрідити пластину до товщини, необхідної для пакування. Під час шліфування пластини стрічку потрібно наклеїти на передню частину (активну зону), щоб захистити зону контуру, і одночасно шліфувати задню сторону. Після шліфування зніміть стрічку і виміряйте товщину.
Процеси шліфування, які були успішно застосовані для приготування кремнієвих пластин, включають шліфування на обертовому столі,силіконова пластинаротаційне шліфування, двостороннє шліфування тощо. З подальшим удосконаленням вимог до якості поверхні монокристалічних кремнієвих пластин постійно пропонуються нові технології шліфування, такі як шліфування TAIKO, хімічне механічне шліфування, полірувальне шліфування та планетарне шліфування.

Шліфувальний стіл:

Шліфування на ротаційному столі (шліфування на ротаційному столі) — це ранній процес шліфування, який використовується при підготовці кремнієвих пластин і зворотному витонченні. Його принцип показаний на малюнку 1. Кремнієві пластини закріплені на присосках столу, що обертається, і обертаються синхронно з приводом столу, що обертається. Самі кремнієві пластини не обертаються навколо своєї осі; шліфувальний круг подається аксіально при обертанні з високою швидкістю, а діаметр шліфувального круга більше діаметра кремнієвої пластини. Існує два типи шліфування на ротаційному столі: торцеве шліфування заглибленням і торцеве тангенціальне шліфування. При врізному шліфуванні ширина шліфувального круга більша за діаметр кремнієвої пластини, а шпиндель шліфувального круга безперервно подається вздовж свого осьового напрямку, доки не буде оброблено надлишок, а потім кремнієва пластина обертається під приводом поворотного столу; при торцевому тангенціальному шліфуванні шліфувальний круг подається вздовж свого осьового напрямку, а кремнієва пластина безперервно обертається під приводом обертового диска, і шліфування завершується зворотно-поступальною подачею (reciprocation) або повзучою подачею (creepfeed).

Малюнок 1, принципова схема шліфувального столу (торцева тангенціальна).

Порівняно з методом шліфування, шліфування на ротаційному столі має такі переваги, як висока швидкість видалення, невелике пошкодження поверхні та проста автоматизація. Однак фактична площа шліфування (активне шліфування) B і кут врізання θ (кут між зовнішнім колом шліфувального круга та зовнішнім колом кремнієвої пластини) у процесі шліфування змінюються зі зміною положення різання. шліфувального круга, що призводить до нестабільної сили шліфування, що ускладнює отримання ідеальної точності поверхні (високе значення TTV) і легко викликає дефекти наприклад згортання краю та згортання краю. Технологія шліфування на обертовому столі в основному використовується для обробки монокристалічних кремнієвих пластин менше 200 мм. Збільшення розміру монокристалічних кремнієвих пластин висунуло більш високі вимоги до точності поверхні та точності руху робочого столу обладнання, тому шліфувальний стіл на обертовому столі не підходить для шліфування монокристалічних кремнієвих пластин більше 300 мм.
Щоб підвищити ефективність шліфування, комерційне обладнання для тангенціального шліфування зазвичай використовує конструкцію з кількома шліфувальними кругами. Наприклад, набір чорнових шліфувальних кругів і набір тонких шліфувальних кругів обладнані обладнанням, і поворотний стіл обертається на одне коло для завершення грубого шліфування та тонкого шліфування по черзі. До такого типу техніки відноситься G-500DS американської компанії GTI (рис. 2).

Малюнок 2, шліфувальне обладнання з обертовим столом G-500DS компанії GTI у Сполучених Штатах

Ротаційне шліфування кремнієвих пластин:

Щоб задовольнити потреби у підготовці кремнієвих пластин великого розміру та обробці зворотного тоншення, а також отримати точність поверхні з хорошим значенням TTV. У 1988 році японський вчений Мацуї запропонував метод ротаційного подрібнення кремнієвих пластин (подрібнення при подачі). Його принцип показаний на малюнку 3. Монокристалічна кремнієва пластина та чашеподібний алмазний шліфувальний круг, адсорбовані на верстаку, обертаються навколо своїх відповідних осей, і шліфувальний круг безперервно подається вздовж осьового напрямку одночасно. Серед них діаметр шліфувального круга більший за діаметр обробленої кремнієвої пластини, а його окружність проходить через центр кремнієвої пластини. Щоб зменшити силу шліфування та зменшити нагрівання шліфування, вакуумну присоску зазвичай обрізають у опуклу або увігнуту форму або кут між шпинделем шліфувального круга та віссю шпинделя присоски регулюють для забезпечення напівконтактного шліфування між шліфувальний круг і кремнієву пластину.

Малюнок 3. Принципова схема принципу ротаційного шліфування кремнієвої пластини

Порівняно з шліфуванням на ротаційному столі роторне шліфування кремнієвих пластин має такі переваги: ① Одноразове шліфування однієї пластини може обробляти кремнієві пластини великого розміру понад 300 мм; ② Фактична площа шліфування B і кут різання θ постійні, а сила шліфування є відносно стабільною; ③ Шляхом регулювання кута нахилу між віссю шліфувального круга та віссю кремнієвої пластини можна активно контролювати форму поверхні монокристалічної кремнієвої пластини, щоб отримати кращу точність форми поверхні. Крім того, площа шліфування та кут різання θ ротаційного шліфування кремнієвих пластин також мають переваги шліфування з великим запасом, легкого визначення та контролю товщини та якості поверхні в режимі онлайн, компактної конструкції обладнання, легкого інтегрованого шліфування з кількома станціями та високої ефективності шліфування.
Щоб підвищити ефективність виробництва та задовольнити потреби ліній виробництва напівпровідників, комерційне шліфувальне обладнання, засноване на принципі ротаційного шліфування кремнієвих пластин, має багатошпиндельну структуру з кількома станціями, яка може завершити грубе та тонке шліфування за одне завантаження та розвантаження. . У поєднанні з іншими допоміжними засобами він може реалізувати повністю автоматичне шліфування монокристалічних кремнієвих пластин «висихання/висихання» та «касета до касети».

Двостороннє шліфування:

Коли ротаційне шліфування кремнієвої пластини обробляє верхню та нижню поверхні кремнієвої пластини, заготовку потрібно перевертати та виконувати поетапно, що обмежує ефективність. У той же час ротаційне шліфування кремнієвої пластини має поверхневу помилку копіювання (копіювання) та сліди шліфування (шліфування), і неможливо ефективно видалити такі дефекти, як хвилястість і конусність на поверхні монокристалічної кремнієвої пластини після різання дроту. (багатопильний), як показано на малюнку 4. Щоб подолати вищезазначені дефекти, технологія двостороннього шліфування (двостороннє шліфування) з’явився в 1990-х роках, і його принцип показаний на малюнку 5. Затискачі, симетрично розподілені з обох боків, затискають пластину монокристалічного кремнію в утримуючому кільці та повільно обертаються під дією ролика. Пара чашоподібних алмазних шліфувальних кругів відносно розташовані по обидва боки монокристалічної кремнієвої пластини. Приводячи в рух електричний шпиндель з повітряним підшипником, вони обертаються в протилежних напрямках і подаються аксіально для досягнення двостороннього шліфування монокристалічної кремнієвої пластини. Як видно з малюнка, двостороннє шліфування може ефективно усунути хвилястість і конусність на поверхні монокристалічної кремнієвої пластини після різання дроту. За напрямом розташування осі шліфувального круга двостороннє шліфування буває горизонтальним і вертикальним. Серед них горизонтальне двостороннє шліфування може ефективно зменшити вплив деформації кремнієвої пластини, спричиненої власною вагою кремнієвої пластини, на якість шліфування, і легко переконатися, що умови процесу шліфування з обох сторін монокристалічного кремнію пластини однакові, і абразивні частинки та шліфувальні стружки нелегко залишаються на поверхні монокристалічної кремнієвої пластини. Це відносно ідеальний метод подрібнення.

Малюнок 4, «Копія помилки» та дефекти слідів зносу при ротаційному шліфуванні кремнієвих пластин

Рисунок 5, принципова схема двостороннього шліфування

У таблиці 1 показано порівняння між шліфуванням і двостороннім шліфуванням вищевказаних трьох типів монокристалічних кремнієвих пластин. Двостороннє шліфування в основному використовується для обробки кремнієвих пластин менше 200 мм і має високий вихід пластин. Завдяки використанню фіксованих абразивних шліфувальних кругів шліфування монокристалічних кремнієвих пластин може отримати набагато вищу якість поверхні, ніж двостороннє шліфування. Таким чином, як ротаційне шліфування кремнієвих пластин, так і двостороннє шліфування можуть відповідати вимогам якості обробки основних 300-міліметрових кремнієвих пластин, і в даний час є найважливішими методами обробки. При виборі методу обробки кремнієвої пластини необхідно всебічно враховувати вимоги до розміру діаметра, якості поверхні та технології обробки полірувальної пластини монокристалічної кремнієвої пластини. Зворотне потоншення пластини може вибрати лише односторонній метод обробки, наприклад метод ротаційного шліфування кремнієвої пластини.

Окрім вибору методу шліфування при шліфуванні кремнієвих пластин, також необхідно визначити вибір розумних параметрів процесу, таких як надлишковий тиск, розмір зерна шліфувального круга, сполучна речовина шліфувального круга, швидкість шліфувального круга, швидкість кремнієвої пластини, в’язкість шліфувальної рідини та швидкість потоку тощо, а також визначити розумний маршрут процесу. Зазвичай сегментований процес шліфування, включаючи грубе шліфування, напівфінішне шліфування, чистове шліфування, безіскрове шліфування та повільну підкладку, використовується для отримання монокристалічних кремнієвих пластин з високою ефективністю обробки, високою площинністю поверхні та низьким пошкодженням поверхні.